प्लाझ्मा हा पदार्थाचा चौथा अवस्था मानला जातो. घन, द्रव आणि वायू या तीन परिचित अवस्थांव्यतिरिक्त प्लाझ्मा ही पदार्थाची चौथी अवस्था आहे. ही अवस्था इतर तीन अवस्थांपेक्षा वेगळी आहे कारण यामध्ये मुक्त इलेक्ट्रॉन्स आणि धन आयन्स असतात.
प्लाझ्माची वैशिष्ट्ये
प्लाझ्माची काही प्रमुख वैशिष्ट्ये पुढीलप्रमाणे आहेत:
- प्लाझ्मामध्ये विद्युत प्रवाह वाहू शकतो कारण त्यात मुक्त इलेक्ट्रॉन्स आणि आयन्स असतात.
- प्लाझ्मा हा विद्युत संचालक असतो.
- प्लाझ्मा हा उच्च तापमानावर अस्तित्वात असतो.
- प्लाझ्मावर विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्राचा प्रभाव पडतो.
- प्लाझ्माची घनता ही वायूपेक्षा कमी असते.
प्लाझ्माची निर्मिती
प्लाझ्माची निर्मिती खालील प्रकारे होऊ शकते:
- उच्च तापमानामुळे: जेव्हा वायू किंवा इतर पदार्थ खूप उच्च तापमानाला गरम केले जातात तेव्हा त्यातील अणूंचे आयनीकरण होते आणि प्लाझ्मा तयार होतो. उदाहरणार्थ, सूर्याच्या पृष्ठभागाचे तापमान लाखो अंश सेल्सिअस असते त्यामुळे तेथे प्लाझ्मा अवस्था असते.
- उच्च विद्युत क्षेत्रामुळे: उच्च विद्युत क्षेत्र लावल्यास वायूचे आयनीकरण होऊन प्लाझ्मा तयार होऊ शकतो. उदाहरणार्थ, विद्युत डिस्चार्ज नळीमध्ये (ट्यूब) प्लाझ्मा तयार केला जातो.
- उच्च ऊर्जा किरणोत्सर्गामुळे: उच्च ऊर्जा किरणोत्सर्ग जसे की एक्स-किरण, गॅमा किरण इत्यादींमुळे प्लाझ्मा तयार होऊ शकतो.
प्लाझ्माचे प्रकार
प्लाझ्माचे दोन मुख्य प्रकार आहेत:
- उच्च तापमान प्लाझ्मा: हा प्लाझ्मा 10,000 K पेक्षा जास्त तापमानावर असतो. उदाहरणार्थ, तारांमधील प्लाझ्मा, थर्मोन्यूक्लिअर रिएक्टर्समधील प्लाझ्मा इत्यादी.
- निम्न तापमान प्लाझ्मा: हा प्लाझ्मा 10,000 K पेक्षा कमी तापमानावर असतो. उदाहरणार्थ, ज्योत (flames), विद्युत डिस्चार्ज नळ्या इत्यादी.
प्लाझ्माचे उपयोग
प्लाझ्माचे अनेक औद्योगिक आणि वैज्ञानिक उपयोग आहेत. त्यातील काही महत्त्वाचे उपयोग पुढीलप्रमाणे:
- प्लाझ्मा कटिंग आणि वेल्डिंग: प्लाझ्मा आर्क मशीनिंग (PAM) तंत्रज्ञानाचा वापर करून धातूंची कटिंग आणि वेल्डिंग केली जाते. PAM मध्ये प्लाझ्मा जेट द्वारे धातू वितळवला जातो आणि काढून टाकला जातो.
- प्लाझ्मा डिस्प्ले: टीव्ही, मॉनिटर्स इत्यादींमध्ये प्लाझ्मा डिस्प्ले तंत्रज्ञान वापरले जाते.
- अणुसंलयन: भविष्यातील ऊर्जा स्त्रोत म्हणून अणुसंलयनाचा विचार केला जात आहे. अणुसंलयन प्रक्रियेत प्लाझ्माचा वापर केला जातो.
- अवकाश संशोधन: अवकाशातील प्लाझ्माचे संशोधन करण्यासाठी उपग्रह आणि अवकाश यानांचा वापर केला जातो.
- औद्योगिक प्रक्रिया: प्लाझ्माचा वापर अनेक औद्योगिक प्रक्रियांमध्ये केला जातो जसे की सरफेस ट्रीटमेंट, थिन फिल्म डेपोजिशन, इत्यादी.
मानवी शरीरातील प्लाझ्मा
मानवी शरीरातील रक्तामध्ये प्लाझ्मा नावाचा एक महत्त्वाचा घटक असतो. रक्त प्लाझ्मा हा पिवळसर द्रव पदार्थ असून तो रक्ताच्या एकूण आकारमानाच्या सुमारे 55% असतो.
रक्त प्लाझ्मामध्ये पाणी (90-95%), प्रथिने (6-8%) जसे अल्ब्युमिन, ग्लोब्युलिन, फायब्रिनोजेन; इलेक्ट्रोलाइट्स, हार्मोन्स, ग्लूकोज इत्यादी घटक असतात. प्लाझ्मामुळे शरीरातील पेशींना पोषक घटक मिळतात तसेच शरीरातील अनावश्यक घटक बाहेर टाकले जातात.
रक्त प्लाझ्माचे अनेक वैद्यकीय उपयोग आहेत. उदाहरणार्थ, रक्तस्त्राव झालेल्या रुग्णांना प्लाझ्मा दिला जातो, काही प्रकारच्या संसर्गांवर उपचार करण्यासाठी प्लाझ्माचा वापर केला जातो.
साराांश
प्लाझ्मा हा पदार्थाचा चौथा अवस्था असून त्यामध्ये मुक्त इलेक्ट्रॉन्स आणि आयन्स असतात. प्लाझ्मा हा उच्च तापमानावर अस्तित्वात असतो आणि त्यावर विद्युत व चुंबकीय क्षेत्राचा प्रभाव पडतो.
प्लाझ्माची निर्मिती उच्च तापमान, उच्च विद्युत क्षेत्र किंवा उच्च ऊर्जा किरणोत्सर्गामुळे होऊ शकते. प्लाझ्माचे उच्च तापमान प्लाझ्मा आणि निम्न तापमान प्लाझ्मा असे दोन प्रकार आहेत.
प्लाझ्माचे अनेक औद्योगिक आणि वैज्ञानिक उपयोग आहेत जसे की प्लाझ्मा कटिंग, वेल्डिंग, डिस्प्ले, अणुसंलयन, अवकाश संशोधन इत्यादी.
मानवी शरीरातील रक्तामध्येही प्लाझ्मा असतो जो पेशींना पोषक घटक पुरवतो व अनावश्यक घटक बाहेर टाकतो. रक्त प्लाझ्माचे अनेक वैद्यकीय उपयोग आहेत.
